1.3 Деление шахт на категории по метану
При подземных горных работах из угля и вмещающих пласт пород в горные выработки выделяется метан. Существуют три формы его выделения: обыкновенное, суфлярное и внезапное.
При обыкновенном выделении метан поступает в рудничную атмосферу непрерывно сравнительно равномерными порциями со всей обнаженной площади пласта и пород.
При суфлярном выделении газ поступает из разломов пород, шпуров и скважин в пласте, участков геологических нарушений. При этом выделение метана продолжается длительное время (часами, даже месяцами).
Под внезапным выделением следует понимать такое динамическое явление, при котором происходит быстрое разрушение части угольного пласта с почти мгновенным выбросом большого количества газа, выносом измельченного угля в прилегающую выработку и образованием характерной полости.
Угольные шахты в зависимости от метанообильности разделяются на пять категорий. Критерием для такого деления является относительная метанообильность, т. е. количество метана в кубических метрах, выделяющегося в сутки на 1 т среднесуточной добычи.
|
Категория шахты по метану |
Относительная метанообильность шахты, м3/т |
|
I II III Сверхкатегорные
Опасные по внезапным выбросам |
До 5 От 5 до 10 От 10 до 15 15 и более; Шахты, опасные по суфлярным выделениям Шахты, разрабатывающие пласты, опасные или угрожаемые по внезапным выбросам угля и газа; шахты с выбросами породы |
1.4 Запасы шахтного поля. Потери
В пределах шахтного поля заключены определенные запасы полезного ископаемого. Различают геологические, балансовые и забалансовые запасы (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Классификация запасов и потерь угля
Геологическими называют общее количество запасов полезного ископаемого месторождения или его части.
Балансовыми называют такие запасы, разработка которых экономически целесообразна: по качеству полезного ископаемого они отвечают требованиям их промышленного использования, а по количеству и условиям залегания пригодны для добывания при современном уровне техники. Запасы, которые этим требованиям не отвечают, называются забалансовыми и в настоящее время не разрабатываются. Но они могут разрабатываться в дальнейшем при соответствующем развитием техники и совершенствованием технологии добычи, обогащения и использования.
К забалансовым относят запасы, которые сосредоточены в пластах нерабочей мощности или уголь имеет высокую зольность, сверхлимитное содержание серы или залегают на глубине, недоступной для разработки с использованием существующей технологии.
Запасы полезного ископаемого в зависимости от их изученности подразделяются на четыре категории: А, В, С1 и С2.
К категории А относятся запасы, детально разведенные и изученные с помощью горных выработок, имеются полные данные о качестве полезного ископаемого.
К категории В относятся запасы, разведанные и изученные в меньшей степени, чем запасы категории А, оконтуренные разведочными выработками, позволяющими выяснить основные особенности залегания и качество полезного ископаемого.
К категории C1 относятся запасы, установленные на основании данных отдельных разведочных выработок, геологических и геофизических съемок; условия залегания и качество полезного ископаемого изучены в общих чертах.
К категории С2 относятся запасы, оцененные только по геологическим данным.
При разработке шахтного поля не все балансовые запасы могут быть выданы на поверхность. Часть их остается в недрах и составляет потери. Величина потерь оценивается в процентах или выражается в виде коэффициента потерь, представляющего собой отношение количества потерянного полезного ископаемого к его балансовым запасам.
Потери полезного ископаемого принято разделять на три группы.
1. Потери в предохранительных и барьерных целиках, называемые общешахтными.
Предохранительные целики предотвращают вредное влияние горных работ на охраняемые объекты на поверхности или на горные выработки. Барьерные целики изолируют шахтные поля, предохраняют действующие горные выработки от прорыва в них поверхностных или подземных вод.
2. Потери, связанные с геологическими нарушениями пластов и окружающих пород и гидрогеологическими условиями, не позволяющими вести нормальную отработку участков.
3. Потери эксплуатационные. Включают потери по площади (целики) и по мощности пласта (пачки угля, оставленные в кровле, почве или между слоями) и потери отбитого угля в результате неполной выдачи его из очистного забоя, потери при транспортировании по выработкам.
Та часть балансовых запасов, которая может быть выдана на поверхность при разработке месторождения, называется промышленными запасами, которые равны балансовым за вычетом потерь.
Коэффициент потерь угля определяются по формуле
(1.2)
где Z— промышленные запасы шахтного поля, т;Zб— балансовые запасы шахтного поля, т.
Количество полезного ископаемого, добываемого из месторождения, оценивается коэффициентом извлечения. Коэффициент извлечения cпоказывает, какую часть балансовых запасов выдают на поверхность. Величина его зависит от горно-геологических условий, особенно от мощности и угла падения пласта или залежи.
(1.3)
При ориентировочных расчетах рекомендуется принимать следующие значения С в зависимости от мощности пластов: тонких 0,92—0,9; мощных пологих 0,85—0,82; средней мощности 0,9—0,85; мощных крутых 0,85—0,8.
Промышленные запасы шахтного поля, имеющего форму правильного прямоугольника, можно ориентировочно подсчитать по формуле
Z = SHΣmγc, (1.4)
где Z— промышленные запасы шахтного поля, т;S— размер шахтного поля по простиранию, м;H— то же, по падению, м;Σm— суммарная мощность рабочих пластов, м; γ — средняя плотность ископаемого, т/м3;c— коэффициент извлечения.
При ориентировочных расчетах можно принимать среднюю плотность антрацита 1,6 т/м3, каменного угля 1,35..1,45 т/м3, бурого угля 1,2 т/м3.
Произведение мощности пласта на среднюю плотность угля называют производительностью пласта, т/м2,
р = mγ. (1.5)
Производительность пласта — это масса угля в тоннах в призме основанием 1 м2и высотой, равной его мощности в метрах.
По степени подготовленности к добыче промышленные запасы разделяются на вскрытые, подготовленные, готовые к выемке.
Вскрытые запасы — часть промышленных запасов, для разработки которых не требуется дополнительного проведения капитальных горных выработок: стволов, штолен, капитальных квершлагов.
Подготовленные запасы — часть вскрытых запасов, которые оконтурены основными выработками и не требуют для дальнейшей их подготовки к очистной выемке проведения дополнительных подготовительных выработок.
Готовые к выемке запасы — часть подготовленных запасов, для извлечения которых проведены все подготовительные и нарезные выработки и закончены работы по подготовке очистных забоев.